双面研磨装置用载具及晶圆的双面研磨方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于在双面研磨装置中保持晶圆的双面研磨装置用载具及晶圆 的双面研磨方法。
【背景技术】
[0002] 过去，在研磨晶圆的双面时，由于双面研磨装置用载具来保持晶圆，并将该载具配 置于双面研磨装置的上磨盘与下磨盘之间的规定位置。该载具形成为比晶圆更薄，且具备 用于保持晶圆的保持孔。被研磨的晶圆插入该保持孔内并被保持，晶圆的上下表面被研磨 工具夹住，该研磨工具是设置于上磨盘与下磨盘的相对面上的研磨布等，且一边向研磨面 供应研磨剂一边进行研磨。
[0003] 双面研磨时，载具是由太阳齿轮、内齿轮所驱动，晶圆的两个表面与载具的上下的 主要表面一起被研磨。在双面研磨中，为了防止载具破损，需要使用强度优异的材质的载 具。
[0004] 由于双面研磨后的晶圆的平坦度是受到载具厚度与晶圆的成品厚度（仕上汾*9 厚办）的差值所影响，因而使用具有会使该差值处于规定范围内（例如，0.5 μπι以下）的厚 度的载具。
[0005] 但是，如上所述，载具会在晶圆的双面研磨中被研磨，会因磨耗使得厚度减少，因 此若重复进行研磨，就变得无法在规定的晶圆成品厚度范围内保持载具厚度与晶圆成品厚 度的差值，而变得无法满足所需的晶圆平坦度。例如，在将成品厚度控制在774~778 μ m 之间的情形下，磨耗掉4 μ m的载具就会无法保持该差值。像这种厚度减少，而变得无法满 足所需的晶圆的平坦度的载具会被废弃。
[0006] 过去的载具的材质是从强度方面考虑而使用金属。此外，在研磨硅晶圆的情形下， 由于属于周期表的4A族、5A族的元素污染硅晶圆的危险性小，因此使用钛（Ti)(例如，参照 专利文献1、2)。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1 :日本专利公开2006-26760号公报
[0010] 专利文献2 :日本专利公开2008-23617号公报
【发明内容】
[0011](一）要解决的技术问题
[0012] 为了延长载具的可使用时间，并改善载具的成本，需要利用耐磨耗性优异的材质 的载具。然而，用于过去的载具的钛虽然强度优异，但价格高昂，且因其耐磨耗性低故载具 的寿命短。因此，载具的成本变成一个问题。
[0013] 本发明是鉴于上述的问题而完成，目的在于提供一种耐磨耗性优异且可降低成本 的双面研磨用载具。
[0014](二）技术方案
[0015] 为了达成上述目的，根据本发明，提供一种双面研磨装置用载具，在双面研磨装置 中，被配置于各自贴附有研磨布的上磨盘和下磨盘之间，该双面研磨装置用载具形成有保 持孔，该保持孔用于在研磨时保持夹在所述上磨盘和下磨盘之间的晶圆，其特征在于，该载 具的上下的主要表面部是由β型钛合金所构成，该β型钛合金是使纯钛中含有0.5重 量％以上的β稳定元素（β-stabilizing element)而成。
[0016] 若是这样的载具，由于耐磨耗性优异，因此载具寿命较长，且能够降低成本。
[0017] 所述载具可以是全体以所述β型钛合金所构成。
[0018] 若是这样的载具，强度优异，并且能够长时间保持高耐磨耗性来进行研磨。
[0019] 或者，所述载具可以是通过将所述β型钛合金的被膜覆盖于金属母材的上下主 要表面而构成。
[0020] 若是这样的载具，能够通过β型钛合金的被膜来实现高耐磨耗性并能够降低载 具本身的成本。
[0021] 此外，所述金属母材优选为由纯钛或所述β型钛合金所构成。
[0022] 若是这样的载具，例如在硅晶圆的研磨时，就不用担心会污染硅晶圆。此外，特别 是若将纯钛作为金属母材，则例如能够通过在现有的已磨耗的载具上形成β型钛合金的 被膜，使载具再生来再利用，而更能降低成本。
[0023] 此外，根据本发明，提供一种晶圆的双面研磨方法，其是对晶圆进行双面研磨的方 法，其特征在于，在各自贴附有研磨布的上磨盘和下磨盘之间，配置上述本发明的双面研磨 装置用载具，将晶圆保持于形成在该双面研磨装置用载具中的保持孔来进行双面研磨。
[0024] 若是这样的双面研磨方法，由于使用耐磨耗性优异的本发明的载具，能够历经长 时间而不用更换载具，得到满足所需平坦度的晶圆。因此，能够降低成本。
[0025] (三）有益效果
[0026] 由于本发明的双面研磨装置用载具，其上下的主要表面部是由β型钛合金所构 成，该β型钛合金是使纯钛中含有0.5重量％以上的β稳定元素而成，因此耐磨耗性优 异，且载具的寿命长。利用这种载具来双面研磨晶圆的话，则历经长时间也不用更换载具， 且能够得到满足所需平坦度的晶圆。因此，能够大幅降低晶圆的制造成本。
【附图说明】
[0027] 图1是表示具备本发明的双面研磨装置用载具的双面研磨装置的一例的概略剖 面图。
[0028] 图2是表示图1所示的双面研磨装置的内部结构图。
[0029] 图3是表示本发明的双面研磨装置用载具的一例的概略图。
[0030] 图4是表示在实施例、比较例中载具的磨耗率的结果的图。
[0031] 图5是表示在实施例、比较例中晶圆的GBIR的结果的图。
【具体实施方式】
[0032] 以下，针对本发明来说明实施方式，但本发明并不限定于该实施方式。
[0033] 首先，对本发明的双面研磨装置用载具进行说明。
[0034] 本发明的双面研磨装置用载具（以下简称为载具），是用于例如图1、图2所示的 双面研磨装置20。如图1、图2所示，双面研磨装置20具备上下相对向设置的上磨盘6和 下磨盘7,上磨盘6与下磨盘7各自贴附有研磨布8。在上磨盘6与下磨盘7之间的中心部 设置有太阳齿轮9,在边缘部设置有内齿轮10。如图2所示，本发明的载具1形成有用于保 持晶圆W的保持孔5。在双面研磨时，载具1以将晶圆W保持在保持孔5内的状态下配置于 上磨盘6与下磨盘7之间。
[0035] 此外，载具1的外周齿啮合太阳齿轮9和内齿轮10的各齿部，随着上磨盘6和下 磨盘7通过未图示的驱动源而进行回转，载具1 一边自转一边绕着太阳齿轮9公转。此时， 以载具1的保持孔5所保持的晶圆W的双面，同时通过上下的研磨布8而被研磨。晶圆的 研磨时，研磨液从未图示的喷嘴供应给晶圆的研磨面。
[0036] 此时，因为载具1的上下的主要表面接触到研磨布8,因此载具的主要表面也会与 晶圆的表面一起被研磨，而渐渐地磨耗。
[0037] 此处，如图3中的（A)所示，在本发明的载具1中，其上主要表面部2和下主要表 面部3是由β型钛合金所构成，该β型钛合金是使纯钛中含有0.5重量％以上的β稳定 元素而成。若是这样的载具，由于耐磨耗性会变得优异，故能长时间地维持可研磨出满足所 需的平坦度的晶圆的状态。即，载具的寿命比现有例如纯钛制的载具还要更长。
[0038] 如上述那样，在本发明的载具1中，若上下的主要表面部2、3由所述β型钛合金 所构成，则并不特别限定主要表面部以外的部分的材质。因此，例如图3中的（B)所示，载 具1可以通过将所述β型钛合金的被膜覆盖于金属母材4的上下的主要表面而构成。此 时的β型钛合金的被膜可以通过例如溅镀法所形成。
[0039] 若是这样的载具，则通过以所述β型钛合金的被膜所形成的上下的主要表面部 2、3来实现高耐磨耗性，且能够对主要表面以外的部分使用成本低的材质而降低载具本身 的成本。此外，对于因反复进行晶圆的研磨且磨耗而变得无法满足所需的平坦度的载具，若 形成所述β型钛合金的被膜来增加厚度的话，可显著提高载具的再利用频率，因此能够大 幅地改善成本。
[0040] 在这种情况下，可以将金属母材4设为纯钛。即，通过将β型钛合金的被膜来形 成于现有的纯钛制的载具上并再利用，能够更加地降低成本。或者，为了使强度更高，也可 以将金属母材4设为所述β型钛合金。不管是哪一种情况，由于在硅晶圆的研磨时都不用 担心会污染硅晶圆，故优选。
[0041] β稳定元素并没有特别限制，例如可以例举V (钒）、Zr (锆）、Nb (铌）、Mo (钼）、 Hf (铪）、Cr(铬）、Mn(锰）、Fe(铁）、Co(钴）、Ni(镍）。若考虑不是稀有金属且价格便 宜，以及考虑向硅晶圆的扩散系数小，β稳定元素优选为Fe。
[0042] 此外，β稳定元素的含量为0.5重量％以上